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Tema 4 :Reproducción y ciclos biológicos: reproducción asexual, multiplicación vegetativa y es
porulación mitótica.
Reproducción sexual: principales tipos. Modelos fundamentales de ciclos biológicos
Reproducción (o multiplicación): Proceso biológico para engendrar nuevos seres con los ‘mismos’ cara cteres o una combinación de caracteres de los organismos parentales
Objetivo: Perpetuarse como especie, aumentar el número de individuos, y asegurarse la existencia de l as generaciones futuras.
Reproducción puede ser asexual o sexual.
- REPRODUCCIÓN ASEXUAL.
Definición: se produce por una multiplicación vegetativa de un único organismo. No hay diferenciación de sexos.
Los organismos hijos tienen un genotipo idéntico al de su progenitor. La duplicación de material genético es por mitosis. Todos los organismos procariotas (talofitas unicelulares) tienen reproducción asexual y también muchos de los eucariotas vegetales (talofitas pluricelulares y embriofitos): hongos, algas, cormófitos, es decir que : No desaparece con la complejidad estructural y evolución de las plantas., por ejemplo el bambú es una planta tremendamente evolucionada y sin embargo matiene aún la reproducción asexual y sexual.
Desventaja evolutiva de los organismos que solo se reproducen por este medio: carencia de mecanismos de adaptación en circunstancias adversas.
Tipos de reproducción asexual.
- Bipartición División de un organismo en dos, con división del material gené0co y del protoplasma por mitosis. Es exclusivo de los organismos unicelulares: tipo morfológico de los talofitas uniceluares. Ejemplo: Euglena y Ceratium
- Gemación División de un organismo en dos por la evaginación de una yema (gema) a partir del individuo materno, con duplicación del material genético y del protoplasma por mitosis. Es exclusivo de los organismos unicelulares: tipo morfológico de los talofitas. Ejemplo: Saccharomyces cerevisae , levadura( hongo del pan y de la cerveza.
- Fragementación Separación de una porción de un individuo para generar un nuevo individuo hijo con un genotipo idéntico Está ampliamente extendido. Se da entre los organismos pluricelulares en los niveles de organización de los talofitos y embriofitos. En talofitas, por ejemplo hongos, una fragmentación del micelio genera nuevos individuos. Se utiliza en el cultivo del champiñón, haciendo una siembra del micelio. Dentro de los embriófitos, algunos frangentan el tallo para dar lugar a nuevos individuos, por ejemplo los tubérculos de patata o las yemas a partir de las que se generan nuevos individuos ( esquejes)
- Propágulos Producción de estructuras especiales en posiciones definidas del cuerpo del vegetal, que al madurar se desprenden y cuando germinan dan lugar a nuevos individuos. Se dan en los niveles de organización: talofitos coloniales y pluricelulares, y algunos grupos de embriofitos. Ejemplos en talofitos coloniales: Acinetos en Anabaena sp. (Cianobact.) Ejemplos en talofitas pluricelulares. Propágulos liquénicos aseguran la presencia de los dos simbiontes (alga y hongo). Los más comunes soredios (en Flavopunctelia, Células del alga envueltos por filamentos) micélicos e isidios( Usnea rubicunda. Excrescencias constituidas por hifas y células del alga entremezcladas con el córtex.) Ejemplos en embriofitas: briofitos_._ Propágulos producidos en conceptáculos de las hepáticas. Marchantia polymorpha. Ejemplos en embriofitos: cormofitos: o. Estolones: Ramificaciones laterales que emiten raíces y generan nuevos individuos. Ammophila arenaria
Meiosis: es el proceso de reducción cromosómica en dos divisiones en las que a partir de un organismo diploide se generan células haploides. Los organismos hijos 0enen un componente genético diferente al de sus progenitores, solo contienen una parte de cada uno de ellos.
Ventaja evolutiva: el intercambio genético permite generar individuos diferentes a los parentales con una mayor capacidad de adaptación a nuevos medios o ecosistemas cambiantes (cambio climático). Desventajas: Mayor gasto energé0co para la reproducción. Proceso más complejo para obtener organismos hijos y por tanto mayor tasa de error.
Existen muchas especies de talofitas y embriofitas que tienen ambos mecanismos de reproducción: asexual y sexual.
En este caso se distinguen dos fases en el desarrollo de un individuo (idealmente):
1.‐ Plasmogamia: crecimiento que viene acompañado de una multiplicación vegetativa
2.‐Cariogamia: periodo de maduración y posterior reproducción sexual
Los gametos se originan en unas cavidades llamadas gametangios.
Gametos masculinos:
En las talofitas pluricelulares, los gametangios masculinos se denominan anteridios. Alojan los gametos, que cuando son móviles se llaman espermatozoides, y cuando son inmóviles espermacios.
En las plantas superiores (cormofitos) los gametos masculinos se encuentran en los granos de polen.
Gametos femeninos.
En las talofitas pluricelulares, los gametangios femeninos se denominan arquegonios. Alojan los gametos inmóviles, que se llaman ovocélulas u oogonios.
En las plantas superiores (cormofitos) los gametos femeninos se llaman óvulos y están alojados y protegidos dentro del ovario
Dependiendo del sexo o sexos de la que posea la planta pueden ser:
Hemafrodita: Dioicas: existen plantas masculinas y plantas femeninas, independientes. Monoicas: en una misma planta se encuentran los individuos masculinos y femeninos.
Para evitar la autopolinizació, hay diversos tipos de adaptaciones , que epermiten u obligan el intercambio de polen.
Autogamia: Fecundación de las dos células procedentes del mismo individuo
Heterostilia, p.ejemplo: Primula vulgaris
Polimorfismo morfológico en las flores de ciertas especies que, como mecanismo, impide la autofecundación de cada flor.
La distribución del aparato sexual de la planta es diferente en varios individuos. Por ejemplo en A: el estigma está por encima de los estambres, impidiendo de esta manera la autogamia.
En b los estambres están por encima del estigma pero la separación estanta que no se podría dar la autopolinización.
Proterandria : Los estambres no maduran a la vez que los ovarios, es decir dentro de una población maduran los estambre ( mientras que los óvulos no )lo que obliga a que por diferentes métododos, esos granos de polen sean enviados a otra población de la misma especie donde los ovarios hayan madurado antes que los estambres. Por ejemplo: Erodium cicutarium
Proteoginia : Madura antes la parte del gineceo que la del aparato masculino.
Autogamia: Ocurre en algunas plantas con el obje0vo de asegurarse la fecundación. Se presenta en talofitas pluricelulares y embriofitas, plantas anuales ( y plantas desérticas.
Principales tipos de reproducción sexual.
a. Gametoglogamia: fusión de gametos. Caracterizado por la fusión de gametangios, sin que ocurra formación de gametos. Típica de algunos grupos de zigomicetes y ascomicetes. Se individualizan una parte de las hifas del resto del micelio, incluso tabicándose, y se atraen por estimulación hormonal para la reproducción sexual
b. Somatogamia.
Ocurre en muchos ascomicetes y basidiomicetes Fusión por plasmogamia de células vegetativas: la parte terminal de dos hifas uninucleadas de dis0nta polaridad (no se reconocen sexos), dando lugar a una célula binucleada Al cabo de un tiempo ocurre la cariogamia y se genera un zigoto (2n).
- Con formación o liberación de gametos a. Gametogamia: Los gametos son ya células diferenciadas del organismo
Isogamia: gametos libres son morfológicamente iguales entre sí. Se pueden considerar con diferenciación de sexos o bien de polaridad
Anisogamia: En anisogamia, los gametos libres son de distinto tamaño, según el sexo de cada uno de ellos o la polaridad, pueden tener distinta longevidad y presencia‐ausencia de flagelos.
Oogamia: En oogamia, los gametos libres son muy dis0ntos: el Masculino flagelado de menor tamaño y el Femenino inmóvil y más grande que con0ene la ovocélula.
3. MODELOS FUNDAMENTALES DE CICLOS BIOLÓGICOS.
Un ciclo biológico es el proceso que engloba todas las fases de desarrollo de un organismo, desde el estado de zigoto hasta la formación de gametos que se fecundarán y generarán un nuevo zigoto. El ciclo completo se puede cerrar por la sucesión de 1, 2 ó 3 generaciones en algunos grupos de individuos, durante la reproducción sexual:
- Gametofito: Generan gametos
- Esporofito: Generan esporas (meiósporas, mitósporas)
En algún momento del ciclo se produce la mitosis de células haploides o diploides, que a su vez generarán gametos con el mismo número cromosómico (n, 2n): R
La meiosis provee nuevas combinaciones genéticas por medio de dos fenómenos:R’
Recombinación por el entrecruzamiento de las cromátidas Segregación de los cromosomas al azar
La meiosis puede ocurrir en momentos diferentes del ciclo en relación a la fecundación. Se diferencian tres tipos de ciclos: 1.‐ Ciclos haplofásicos. La meiosis ocurre inmediatamente después de la formación del zigoto (2n) para originar un gametofito haploide. El organismo que tiene este ciclo se llama haplonte. 2.‐ Ciclos diplofásicos. La meiosis ocurre para generar los gametos haploides, justo antes de la fecundación. El organismo que tiene este ciclo se llama diplonte. 3.‐ Ciclos diplohaplofásicos. La meiosis tiene lugar hacia mitad del ciclo, alejada del momento de la fecundación. El organismo que tiene este ciclo se llama diplohaplonte.
1. CICLO MONOGENÉTICO:
a. HAPLOIDE: Se forma una sola generación, la del gametofito y por tanto no hay alternancia de generaciones Se presenta en los organismos menos evolucionados (talofitas): varios grupos de algas y hongos
b. DIPLOIDE .
Ciclo monogenéTIco diplofásico del alga parda (Phaeophyta): Fucus vesiculosus
Ciclo digené9co isomórfico diplohaplofásico del alga verde (Chlorophyta) Ulvalactuca
Heteromórfico.
Digenético heteromórfico con gametofito dominante
3. CICLO TRIGENÉTICO.
Se forman sucesivamente tres generaciones: una gametoa0ca y dos esporoa0cas. Hay dos TIpos: isomórficos y heteromórficos La generación suplementaria (esporoa0ca) es un carposporofito, que origina mitosporas (carposporas), intercalado entre las generaciones del gametofito y el esporofito Se presenta en algunas algas rojas y en algunos grupos de hongos.
